Ni-Cr合金真空钎焊金刚石砂轮的研究

利用真空炉中钎焊的方法 ,用 Ni- Cr合金做钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接。利用扫描电镜 X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的 X射线结构分析 ,剖析了Ni- Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了 Ni- Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中 Ni- Cr合金中的 Cr元素分离出在金刚石界面形成富 Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成 Cr3C2 和 Cr7C3,在钢基体结合界面上Ni- Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有较高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削实验表明金刚石为正常磨损 ,没有整颗金刚石脱落。     

Ni-Cr合金真空感应钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

利用真空感应钎焊方法 ,用Ni Cr合金片作钎料 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接。利用扫描电镜和X射线能谱 ,结合X射线衍射结构分析 ,发现Ni Cr合金中的Cr原子与金刚石表面的碳原子反应生成稳定连续的CrC膜 ,在与钢基体结合界面上生成 (FexCry)C ,这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。最后通过磨削实验验证了金刚石确有较高把持强度。     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石界面微结构分析

钎焊单层超硬磨料砂轮极高的结合强度和接近理想的锋利形貌 ,使它在生产应用中显示出传统砂轮无法比拟的优异性能。这种新型超硬磨料砂轮以其卓越的磨削性能必将逐步取代传统单层电镀砂轮。本文在真空炉中用钎焊的方法 ,用Ni Cr合金钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体的高强度连接。并用深腐蚀的方法处理钎焊后的试样 ,用扫描电镜、X 射线能谱仪 ,结合X 射线衍射结构分析 ,对金刚石与钎料界面微区结构进行了分析。结果表明 :在钎焊过程中 ,钎料会在金刚石界面形成富铬层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3 和Cr3 C2 ,其中Cr7C3 呈笋状生长 ,Cr3 C2 呈片状生长。Ni Cr合金与金刚石的冶金结合 ,是实现金刚石和钢基体有高结合强度的主要因素。最后通过磨削对比实验确证了金刚石与钎料有较高的结合强度     

脉冲激光逐层钎焊金刚石-镍铬合金工艺研究

基于脉冲激光加工时的低能量输入和较小的热影响优势,将其应用到金刚石磨粒的钎焊过程中,以实现多层金刚石磨粒的逐层钎焊成形。通过单道及单层脉冲激光钎焊试验,研究了工艺参数对钎焊成形及对金刚石损伤的影响规律,并优选出较好的工艺参数进行了多层钎焊试验。研究结果表明：在脉冲激光钎焊成形过程中,工艺参数的变化主要通过改变峰值功率密度和线能量密度来影响钎焊成形和金刚石损伤形态。输入的能量密度不足时,钎焊道及钎焊层易出现熔融球、金刚石聚集、熔合不充分、不连续及不平整等现象;输入的能量密度过大时,易出现金刚石损伤、粉末材料及金刚石流失逃逸等现象。当线能量密度为14～25 J/mm²、峰值功率密度在5×10⁵～1.5×10⁶ W/cm²时,可得到平整性良好和金刚石磨粒形态良好的钎焊形貌,且在此参数范围内优选的参数条件下实现了多层结构的逐层钎焊成形,得到了较好的表面成形形态及较低的金刚石损伤形态。多层钎焊试块弯曲试验结果表明,钎焊层与基体之间具有较好的结合强度,未出现钎焊层剥离现象。     

添加石墨对Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石磨粒界面组织的影响

钎焊单层金刚石工具磨粒具有高的出刃和把持力,但在高温钎焊过程中易造成金刚石较大的热损伤,利用在Ni-Cr合金中添加适量的石墨,期望能够阻止金刚石石墨化,降低金刚石焊后热应力和过度反应。采用添加质量分数为0%、1%、2%石墨的Ni-Cr合金作为钎料对金刚石进行保护气氛钎焊试验,钎焊温度1 050℃保温5 min,利用扫描电镜对焊后金刚石的形貌和焊缝组织进行分析,测试钎缝的显微硬度。结果表明,添加1%石墨的钎料对金刚石润湿性较好,添加的C元素能够与Cr元素反应后形成碳化物,其中部分Cr3C2在金刚石表面形核长大,并与金刚石有一定位向关系,Cr7C3的形貌由实心转变为空心,钎缝中形成簇状共晶石墨,显微硬度由630 HV0.2下降到580 HV0.2,有利于金刚石磨粒的后期出露和降低热应力。     

单层钎焊金刚石砂轮工艺研究初探

分析了超硬磨料砂轮的现状和特点 ,介绍了钎焊砂轮的卓越磨削性能和发展前景。用Ni-Cr合金和Ag -Cu合金加Cr粉对钎焊金刚石砂轮进行了初步实验研究 ,通过X衍射分析金刚石界面有CrC生成 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接 ,取得了较好的结果。     

单层钎焊金刚石砂轮工艺研究初探

分析了超硬磨料砂轮的现状和特点,介绍了钎焊砂轮的卓越磨削性能和发展前景。用Ni-Cr合金和Ag-Cu合金加Cr粉对钎焊金刚石砂轮进行了初步实验研究,通过X衍射分析金刚石界面有CrC生成,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接,取得了较好的结果。     

钎焊单层金刚石砂轮关键问题的研究

概述了用活性钎料将金刚石磨料钎焊到钢基体表面制作单层金刚石砂轮，比传统的单层电镀金刚石钞轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺用现存的关键问题，即如何实现金刚石磨料与合金钎料层高的结合强度，钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案，即利用Ag-Cu-Cr或Ni-Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的Cr7C3和Cr23C7，实现钎料层与金刚石间的高强度结合；通过化地貌优化，优化出磨粒排布方式，然后按优化的结果排布磨料。     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石工具基体热损伤分析

为研究高温钎焊金刚石工具时基体所受的热损伤对同种材料不同热处理状态下的工具基体进行分析与检测。基体材料选择45钢制作试样,对原始试样、真空炉中干烧至钎焊温度的试样以及与金刚石钎焊后试样的显微结构和显微硬度进行检测与对比分析;对原始试件和真空干烧过的试件进行拉伸性能试验,并用扫描电镜(SEM)对断口形貌进行观察。结果表明:45钢基体经高温真空干烧和钎焊后,晶粒粗大,致使强度、硬度、塑性等力学性能大幅下降,基体材料出现严重的热损伤。研究成果可为钎焊金刚石工具基体材料的选择和钎焊工艺的制定提供试验和理论依据。     

钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统砂轮和电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能。利用高频感应钎焊的方法,以Ag-Cu合金和Cr粉为钎料,在一定的钎焊工艺条件下进行了实验研究,实现了金刚石与钢基体间的牢固化学冶金结合。扫描电镜分析发现在Ag-Cu-Cr与金刚石的界面之间形成CrC,与钢基体结合界面之间形成(FexCry)C,这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素,并在相同的磨削参数条件下与电镀砂轮进行了对比实验,取得了较好的结果。     

Ni—Cr合金Ar气保护炉中钎焊金刚石砂轮的研究

用活性行钎料钎焊单层金刚石砂轮与传统电镀砂轮相比具有磨锋利,寿命长等优异性能。利用Ar气谷护炉中钎焊的方法,用Ni-Cr合金粉末做钎料,迁当控制钎焊温度,保温时间和冷却速度,实现了金融石与钢基体的牢固连接,利用扫描电镜和X射线能谱,结合X射线衍射结构分析,发现在钎焊过程中Ni-Cr合金中的Cr元素分离出在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr3C2和Cr7C3,这是实现合金与金刚石有较高结合强度的主要因素,重负荷磨削实验表明金刚石为正磨损,没有整颗金刚石脱落。     

钢基体上镍基钎料激光钎焊金刚石磨粒的界面结构

在氩气保护条件下,用镍基合金钎料在45钢基体上对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对钎焊金刚石试样进行了分析.结果表明:激光钎焊过程中在金刚石表面附近形成的富铬层与金刚石表面的碳元素反应生成Cr3C2、CCr7C3、Cr23C6,镍铬合金钎料和钢基体中的元素相互扩散在钢基体结合界面上形成化学冶金结合.     

钎焊金刚石工具钎焊强度评价的研究

利用高频感应钎焊技术,在不同的钎焊时间和真空度条件下制备金刚石工具试样,在自制的装置上测试试样单颗金刚石磨粒的剪切破坏力大小。结合对破坏颗粒的微观观察发现,金刚石磨粒在受剪切力时一般有三种破坏形式:滑移、折断和拔出。由此得出:制备钎焊金刚石工具应选用高级别的金刚石磨粒及高真空度下较长时间的钎焊。     

金刚石与金属基体钎焊机理的研究

通过在低熔点合金中添加Ti、Cr、V、Mo等强碳化物形成元素 ,在液相下与金刚石表面界面反应生成碳化物膜 ,可改善合金钎料对金刚石表面的浸润性 ,实现钎料对金刚石的牢固粘结。分析了影响钎焊质量的主要因素 ,为高性能金属基金刚石工具的制造提供了理论和实践依据。作为应用实例之一 ,介绍了单层钎焊金刚石砂轮的工艺优势。     

添加Cr粉改善Ag-Cu-Zn合金钎焊金刚石性能及其界面微观结构

在Ag-Cu-Zn合金钎料中添加Cr粉,将混合钎料用于钢基体上的金刚石高频感应钎焊。钎料对金刚石的润湿性较好,具有较强的把持力。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射对钢基体-钎料合金-金刚石之间的界面微观结构和反应产物进行了观察和分析,发现在钎料合金靠近钢基体部分、钎料合金靠近金刚石部分以及在金刚石上都存在反应过渡层,且在钎料和金刚石之间的主要反应产物是Cr₇C₃,该反应物是钎料和金刚石之间牢固结合的主要因素。     

钎焊金刚石/CBN砂轮基体工艺方法初探

针对目前国内制作钎焊金刚石/CBN砂轮的几种工艺方法,分析了存在的优缺点。根据工厂试验中出现的实际问题,指出了寻找到合适基体材料的方法,为解决高温钎焊对基体的影响提供了一个较好的样本。为了满足CBN/金刚石砂轮基体的力学性能需要,建议砂轮基体采用40Mn2这种材料,在700℃左右回火,其硬度可以达到38HRC左右,能够满足高速磨削和高精度磨削的要求。     

基于模糊控制的感应钎焊金刚石系统研究

针对感应加热时强磁场干扰下热电偶热电势信号的特征，开发了相应的信号调理电路，并结合数字滤波技术获得了准确的热电势信号，利用LabWindows／CVI软件研制了基于模糊控制的感应钎焊金刚石温控系统。钎焊试验结果表明，该温控系统有较高的控制精度和鲁棒性，且具有较强的抗干扰能力，能准确实现预设的钎焊金刚石工艺曲线，利用该温控系统获得了有序排布的感应钎焊金刚石试样。     

CuSnNiCr真空钎焊金刚石界面微结构分析

为降低钎焊金刚石的热损伤和制造成本,采用CuSnNiCr单质金属粉作为钎料,对金刚石磨粒进行了钎焊实验。采用SEM、EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构、钎料组织进行了分析。结果表明：适合钎焊金刚石的活性成分为Cu75Sn15Ni5Cr5,该钎料能与金刚石实现化学冶金结合,熔点适中,润湿性较好。金刚石焊后形貌完整,表面基本光滑,表面生成了连续片状（Cr,Fe）7C3。钎料凝固过程先结晶出αCu枝晶,经包晶转变和共析转变,形成了αCu枝晶、Cu5.6Sn和共析αCu,钎料的显微硬度大约为200～250HV0.2。     

钎焊技术在金刚石工具中的应用

介绍了钎焊技术在金刚石应用工具中的提出背景以及目前国内外钎焊金刚石工具的研究状况。在总结国内外研究的基础上 ,初步探索了如何将钎焊技术用于孕镶工具中 ,提出钎焊工具研究过程中存在的问题及解决建议 ,并展望了钎焊金刚石工具的发展前景。